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La vitamina b1, conosciuta anche con il nome di “tiamina”, è un composto vitaminico essenziale idrosolubile, che fa parte del gruppo B.
La sua concentrazione in numerosi cibi sia animali che vegetali è piuttosto limitata, per cui pur essendo molto diffusa non è adeguatamente presente in natura per supportare il fabbisogno giornaliero degli individui.
È infatti piuttosto frequente uno stato carenziale di tipo nutrizionale, che nelle condizioni più gravi può provocare il beri-beri, mentre nella maggioranza dei casi produce patologie neuropatiche di varia natura.
Questo composto nella sua forma attiva svolge numerose funzioni biologiche tra cui soprattutto quella catalizzante sulle reazioni sintetiche di glucidi e amminoacidi.
Si tratta di un elemento ben tollerato e difficilmente tossico, che può essere assunto sotto forma di integratore per via orale oppure per iniezione in situazioni di grave carenza.
Scoperta alla fine del 1800 da un biochimico americano, la vitamina B1 fu isolata soltanto nel 1926 e sintetizzata in laboratorio dieci anni dopo.
Dal punto di vista biochimico si tratta di un composto organico sulforoso, incolore, comprendente un anello tiazolico e un’ammino pirimidina, collegati tra loro un legame con ponte metilenico.
Grazie alla sua elevata solubilità in acqua, glicerolo e metanolo, la vitamina b1 può sciogliersi in numerosi solventi ma non in quelli organici; la sua maggiore stabilità si sviluppa in ambienti acidi mentre il pH alcalino la rende instabile.
Essendo termolabile, ma stabile alle basse temperature, questa molecola viene denaturata in seguito a processi di cottura ma rimane inalterata se congelata.
Il processo di biosintesi della tiamina avviene ex novo a livello di microrganismi batterici e fungini, di protozoi e di numerose piante, infatti il tiazolo e la pirimidina, che vengono sintetizzati separatamente, subiscono un’associazione biomolecolare ad opera di un enzima di tipo “sintetasi”.
Le vie biosintetiche di questo composto si differenziano nei vari organismi viventi, dato che il consumo di energia necessaria per completare il processo biochimico dipende dal tipo di organismo.
La forma biologicamente attiva della vitamina b1 prende il nome di “tiamina pirofosfato” (TPP), che svolge un fondamentale ruolo di coenzima in numerosi processi cellulari.
Dopo essere stata introdotta con l’alimentazione, questa micromolecola viene assorbita nell’intestino tenue, principalmente a livello del duodeno, un processo ostacolato dalla presenza di alcol etilico.
Per tale motivo, i forti bevitori sono affetti da stati carenziali piuttosto significativi di questa vitamina.
Dall’intestino, la tiamina passa direttamente nel sangue, dove essendo un composto idrosolubile, può sciogliersi senza ostacoli per essere poi trasportata a livello degli organi bersaglio.
La sua denominazione “tiamina” deriva dalla presenza di un atomo di zolfo collegato a un gruppo amminico, infatti essa è strutturata chimicamente come un derivato della pirimidina e del tiazolo, che vengono associati tra loro mediante un legame metilenico.
Il trasporto ematico sfrutta un metodo attivo che non richiede l’intervento di carrier.
Nell’organismo di un adulto in buone condizioni di salute sono presenti circa 30 milligrammi di tiamina, che si trovano localizzati soprattutto nel fegato, nel cuore, nell’apparato renale, nei muscoli scheletrici e nel cervello.
La muscolatura scheletrica, che contiene circa il 40% del totale di vitamina b1 presente nel corpo, è la principale sede del processo di fosforilazione ossidativa che si svolge anche a livello del tessuto epatico.
Una simile reazione è indispensabile per attivare la forma biologicamente inattiva della vitamina.
Qualora fossero presenti concentrazioni in eccesso del composto, esso viene rapidamente eliminato con le urine dopo una specifica degradazione, infatti trattandosi di un composto idrosolubile può circolare liberamente nei liquidi biologici.
La vitamina b1 svolge due funzioni biologiche fondamentali, che sono quella di precursore coenzimatico oppure extra-coenzimatico.
In entrambi i casi, le sue funzioni più importanti sono:
Queste funzioni vengono svolte dalla forma attivata del composto, mentre quella inattiva funge da trasportatrice di altri elementi.
Anche se tutti gli organismi viventi utilizzano questa vitamina, non tutti sono in grado di produrla poiché le uniche fonti produttive naturali sono batteri, piante e funghi.
Gli esseri viventi devono infatti ricavarla dal regime nutritivo, per cui per loro la vitamina b1 è un composto essenziale.
Da questa molecola derivano numerosi fosfati, tra cui il pirofosfato di tiamina (TPP), che è un coenzima coinvolto nei processi catabolici degli zuccheri e degli amminoacidi; il TPP è presente anche nelle prime fasi della reazione di fermentazione alcolica.
Oltre alla tiamina pirofosfato, esistono anche la tiamina monofosfato, la tiamina difosfato, la tiamina trifosfato, l’adenosina tiamina trifosfato e l’adenosina tiamina trifosfato difosfato.
Il principale gruppo di reazioni collegate alla presenza di vitamina b1 è quindi di natura coenzimatica, mentre le funzioni non coenzimatiche sono correlate alla sintesi di alcune proteine tutt’ora in corso di studio.
La vitamina b1 si trova inoltre coinvolta nelle seguenti reazioni:
Tutte queste reazioni, che sono collegate alla produzione energetica a livello mitocondriale, richiedono la presenza di acido lipoico e di transacetilasi, due substrati indispensabili per attivare la vitamina b1.
Nelle cellule nervose la tiamina svolge compiti sostanzialmente differenti da quelli coenzimatici, in quanto modifica la permeabilità dei canali sinaptici e quindi la velocità del trasferimento degli stimoli nervosi.
Da tempo è noto il collegamento metabolico tra le vitamine del gruppo B e il benessere del sistema nervoso centrale (midollo spinale ed encefalo), molti disturbi neuropatici infatti derivano proprio da sindromi carenziali di tiamina.
La vitamina b1 è largamente distribuita negli alimenti ma in piccole concentrazioni, per cui spesso è possibile sviluppare stati carenziali anche se l’alimentazione è equilibrata.
Inoltre è necessario che questa vitamina sia presente in forma attivata, poiché altrimenti non riesce a svolgere le sue funzioni biomolecolari.
La maggiore concentrazione del composto si trova in:
Sono proprio i cereali integrali ad essere i composti più ricchi di tiamina, che si concentra soprattutto nella cariosside, per cui quelli raffinati contengono scarsissime concentrazioni di tiamina.
Il riso paraboiled contiene concentrazioni di vitamina b1 nettamente superiori rispetto a quelle del riso brillato, che prima della raffinazione è sottoposto a un processo biomolecolare che consente il trasferimento della vitamina b1 all’interno dell’endosperma.
Tenendo conto che il principale ruolo di questo composto è collegato al metabolismo energetico, soprattutto di tipo glucidico, la tiamina risulta indispensabile per il benessere dell’organismo.
Secondo i LARN, la concentrazione consigliata di vitamina b1 è pari a 0,4 milligrammi su 1000 calorie, con la raccomandazione di non scendere al di sotto della soglia di 0,8 milligrammi per 2000 calorie.
Questi valori si riferiscono a un individuo adulto in buone condizioni di salute, poiché nella prima infanzia, nella terza età e nelle donne in stato di gravidanza o allattamento il fabbisogno giornaliero di vitamina b1 aumenta selettivamente.
Per garantire un’adeguata assunzione di micronutrienti alle donne durante la gravidanza, viene pertanto consigliato di assumere quotidianamente un quantitativo di vitamina b1 pari a 1,5 milligrammi.
Una simile concentrazione è consigliata anche ai bambini fino ai dodici anni e agli anziani dopo i settant’anni.
Infatti in queste fasce d’età il fabbisogno vitaminico aumenta parallelamente alla diminuzione dei processi sintetici e dell’introduzione per via alimentare.
Tra gli alimenti contenenti vitamina b1 ci sono anche alcuni prodotti ittici, soprattutto pesce azzurro, tonno e salmone.
La fortificazione alimentare di tiamina si collega al fatto che la raffinazione del grano lo impoverisce di vitamina b1.
La farina bianca ad esempio contiene percentuali di vitamina b1 molto minori rispetto a quella integrale, proprio per questo motivo è stato studiato il metodo di fortificazione del grano mediante l’apporto di alcuni nutrienti tra cui le vitamine del gruppo b.
In simili reazioni viene utilizzato il sale mononitrato di tiamina, che è un composto molto stabile e non assorbe acqua; nel momento in cui esso si trova a contatto con un solvente idrico, rilascia nitrato e quindi viene successivamente assorbito sotto forma di vitamina b1 pura.
In questo modo gli alimenti fortificati sono in grado di apportare corretti dosaggi di tiamina rendendola maggiormente biodisponibile rispetto ai suoi standard qualitativi.
Negli alimenti la vitamina b1 viene degradata secondo differenti reazioni, che prevedono la funzione di enzimi catalitici come le tiaminasi: questi composti, che vengono prodotti dai batteri, dissociano la tiamina dagli ioni metallici rendendola maggiormente compatibile con la mucosa intestinale.
In natura esistono antagonisti della vitamina b1 che sono stabili al calore e impediscono il suo assorbimento fisiologico.
Tra questi, i più diffusi sono l’acido caffeico, l’acido tanninico e l’acido clorogenico, che dopo avere ossidato la vitamina, ne impediscono l’assorbimento.
Anche quercitina e rutina, che sono due flavonoidi, si comportano come antagonisti della vitamina, rendendo più difficoltosa la sua assimilazione, pertanto oltre che prendere in considerazione gli alimenti che contengono questa molecola, è necessario eliminare anche tutti i fattori che ne impediscono l’assorbimento.
Proprio per questo motivo è consigliabile assumere periodicamente integratori a base di vitamina b1 che contengono la sua forma attiva e quindi immediatamente disponibile per l’organismo.
L’assorbimento del composto, che si verifica nell’intestino tenue (duodeno) è di tipo attivo e viene catalizzato dall’azione enzimatica di fosfatasi e pirofosfatasi.
Una volta assorbita, essa passa nel sangue dove si lega alle proteine plasmatiche (soprattutto l’albumina).
Il 90% della tiamina si trova all’interno degli eritrociti, mentre soltanto il 10% rimane nel siero, dove il suo trasporto viene mediato dagli ormoni.
L’assunzione cellulare delle vitamine del gruppo B si verifica per diffusione passiva intracellulare che copre circa l’80% dell’intero processo di trasporto.
La parte vitaminica legata alle proteine viene facilitata sia durante il trasferimento che per l’assorbimento mediato poiché esistono trasportatori specifici il cui funzionamento è controllato da un gradiente di protoni extracellulari.
Le principali riserve delle vitamine b1, b6 e b12 si trovano nei muscoli scheletrici, nel cuore, nel tessuto epatico e in quello renale, mentre le molecole libere (non fosforilate) sono presenti nel plasma e nei liquidi biologici, come ad esempio quelli extracellulari.
Queste vitamine, come in generale tutte le idrosolubili, riescono ad attraversare le membrane cellulari con facilità, dato che un simile procedimento è mediato dal calcio e dal magnesio, due ioni sempre disponibili a livello della matrice citoplasmatica.
Il contenuto vitaminico nei tessuti è condizionato quindi dalla percentuale ionica sciolta nel plasma, che influenza il metabolismo delle vitamine e la loro escrezione che avviene soprattutto mediante le urine.
Queste vitamine del gruppo B devono essere apportate adeguatamente mediante la dieta o, in casi di carenza, assumendo integratori alimentari.
Infatti, per garantire il benessere dell’organismo è necessario non soltanto che sia presente un’adeguata disponibilità immediata delle molecole, ma anche una certa riserva a livello del tessuto epatico.
Questo accumulo serve per supportare eventuali stati di ipovitaminosi che spesso insorgono quando l’organismo si trova in condizioni di malessere.
Una delle caratteristiche che accomuna le vitamine b1, b6 e b12 è la termo-labilità, per cui la cottura di alimenti che le contengono riduce il loro contenuto complessivo rendendole inattive.
La temperatura non è l’unica variabile che modifica la struttura di questi composti poiché anche l’esposizione alla luce si rivela nociva, essendo elementi fotosensibili.
Infine, esse possono diminuire radicalmente la loro biodisponibilità quando entrano in contatto con alcuni farmaci che impediscono la loro assimilazione.
La carenza di vitamina b1 modifica il funzionamento dell’apparato cardiocircolatorio, digerente e del sistema nervoso, con un quadro sintomatologico che si modifica soggettivamente anche in rapporto alla quantità di vitamina mancante.
La patologia conclamata più famosa è il beri-beri, un disturbo che può manifestarsi in tre differenti forme, che sono:
Si tratta di una malattia molto grave che inizialmente si manifesta con debolezza muscolare, inappetenza, disturbi gastroenterici e disidratazione cutanea.
Successivamente subentrano edemi e ritenzione idrica, per poi evolvere con incapacità motoria, disturbi della sensibilità e dolorosi spasmi muscolari.
La forma secca si caratterizza per la presenza di polineurite accompagnata da problemi di deambulazione, che portano a una paralisi definitiva degli arti inferiori con completa atrofia muscolare.
Il beri-beri umido è caratterizzato invece da problemi cardiovascolari e respiratori, accompagnati da una dilatazione del cuore e insufficienza cardiaca causata da edemi che comprimono l’organo fino a provocare il decesso improvviso.
Il beri-beri cerebrale, che è la forma più comune in quanto associata all’abuso di sostanze alcoliche, si manifesta con sintomi neurologici e polineuropatia; questa malattia può insorgere anche nei lattanti se nutriti da madri carenti di vitamina b1.
L’apporto consigliato di vitamina b1 secondo i LARN è di 0,4 milligrammi su 1000 calorie per un individuo adulto, mentre in presenza di stati carenziali come nella prima infanzia, durante gravidanza o allattamento o negli anziani, il dosaggio può aumentare a 0,6 milligrammi per 1000 calorie, senza superare il limite massimo di 0,8 milligrammi.
Non bisogna dimenticare che la tiamina in eccesso può essere tossica e provocare aritmia, reazioni allergiche, convulsioni e forte emicrania tensiva.
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